Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

БИОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАККУЛЕТЕТ

Кафедра Экологии

Реферат

По дисциплине «Экология»

По теме: Причины образования и характеристика автотранспортных загрязнителей окружающей среды

Выполнил: Студент 3111 гр.

Инженерного института

Мурин М.А.

Проверил: Доцент кафедры

экологии, к.б.н Котомина Г.А

Новосибирск 2019

Введение

Автомобильный транспорт наиболее агрессивен в сравнении с другими видами транспорта по отношению к окружающей среде. Он является мощным источником ее химического (поставляет в окружающую среду громадное количество ядовитых веществ), шумового и механического загрязнения. Следует подчеркнуть, что с увеличением автомобильного парка уровень вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду интенсивно возрастает. Так, если в начале 70-х годов ученые-гигиенисты определили долю загрязнений, вносимых в атмосферу автомобильным транспортом, в среднем равной 13%, то в настоящее время она достигла уже 50% и продолжает расти. А для городов и промышленных центров доля автотранспорта в общем объеме загрязнений значительно выше и доходит до 70% и более, что создает серьезную экологическую проблему, сопровождающую урбанизацию.

Причины загрязнения окружающей среды от автотранспорта

загрязнение атмосфера сажа топливо

Современное состояние атмосферного воздуха представляет большую угрозу здоровью населения России . Наибольший вклад (84%) в загрязнение воздуха на сегодняшний день вносят передвижные источники загрязнения - автотранспорт.

Под загрязнением окружающей среды от автомобильного транспорта подразумеваются:

1. Отработавшие газы (выхлопные газы) -- это продукты окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы отработавших газов (ОГ) -- основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов.

Один легковой автомобиль в среднем поглощает ежегодно из атмосферы больше 4 тонн кислорода, выбрасывая с ОГ примерно 800 кг оксида углерода, около 40 кг окидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. При дальнейшем окислении углеводороды образуют токсичные кислородсодержащие соединения.Также стоит выделить что резкому повышению выбросу отработавших газов причастны и сами авовладельцы т.к при выходе из строя каталитического нейтрализатора

Автовладельцы в основном его удаляют из-за высокой стоимости самого нейтрализатора.

2. Топливные испарения двигателя вещества, поступившие в атмосферу из системы питания, двигателя автомобиля

На масштаб и степень токсичности загрязнения окружающей среды от выбросов автотранспорта могут влиять 4 составляющие:

1. Техническое состояние автомобилей,

2. Качество применяемого топлива,

3. Развитие транспортной инфраструктуры и организация дорожного движения,

4. Использование альтернативных видов транспорта/топлива

Характеристика автотранспортных загрязнителей

Состав отработавших газов двигателей на примере легковых автомобилей без их нейтрализации можно представить в виде диаграммы.

Как видно из рисунка, состав отработавших газов рассматриваемых типов двигателей существенно различается прежде всего по концентрации продуктов неполного сгорания - оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и сажи.

К токсичным компонентам отработавших газов относятся:

1. оксид углерода

2. углеводороды

3. оксиды азота

4. оксиды серы

5. альдегиды

6. сажа

7. бенз(а)пирен

8. соединения свинца

Рис. Составные части отработавших газов без применения нейтрализации

Оксид углерода

Причиной образования оксида углерода и частично углеводородов является неполное сгорание углерода (массовая доля которого в бензинах достигает 85%) из-за недостаточного количества кислорода. Поэтому концентрации оксида углерода и углеводородов в отработавших газах возрастают при обогащении смеси (б 1, вероятность указанных превращений во фронте пламени мала и в отработавших газах содержится меньше СО, но в цилиндрах находятся дополнительные источники его появления: низкотемпературные участки пламени стадии воспламенения топлива капли топлива, поступающие в камеру на поздних стадиях впрыска и сгорающие в диффузионном пламени при недостатке кислорода частицы сажи, образовавшейся в период распространения турбулентного пламени по гетерогенному заряду, в котором, при общем избытке кислорода могут создаваться зоны с его дефицитом и осуществляться реакции типа:

2С+О2 > 2СО.

Диоксид углерода СО2 является не токсичным, но вредным веществом в связи с фиксируемым повышением его концентрации в атмосфере планеты и его влиянием на изменение климата. Основная доля образовавшихся в камере сгорания СО окисляется до СО2, не выходя за пределы камеры, ибо замеренная объемная доля диоксида углерода в отработавших газах составляет 10-15%, т. е. в 300…450 раз больше, чем в атмосферном воздухе. Наибольший вклад в образование СО2 вносит необратимая реакция:

СО + ОН > СО2 + Н

Окисление СО в СО2 происходит в выпускной трубе, а также в нейтрализаторах отработавших газов, которые устанавливаются на современных автомобилях для принудительного окисления СО и несгоревших углеводородов до СО2 в связи с необходимостью выполнения норм токсичности.

Оксид азота

Оксид азота - бесцветный газ, а диоксид азота - газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислот, раздражающе действуя на слизистые оболочки глаз, носа и рта. Оксиды азота участвуют в процессах, ведущих к образованию смога. Опасность их воздействия заключается в том, что отравление организма проявляется не сразу, а постепенно, причем нет каких-либо нейтрализующих средств.

Углеводороды

Углеводороды - многочисленные соединения различного типа (например, C6H6 или C8H18) состоят из исходных или распавшихся молекул топлива, и их содержание увеличивается не только при обогащении, но и при обеднении смеси (а > 1,15), что объясняется повышенным количеством непрореагировавшего (несгоревшего) топлива из-за избытка воздуха и пропусков воспламенения в отдельных цилиндрах. Образование углеводородов происходит также из-за того, что у стенок камеры сгорания температура газов недостаточно высока для сгорания топлива, поэтому здесь пламя гасится и полного сгорания не происходит. Наиболее токсичны полициклические ароматические углеводороды.

Оксиды серы

Оксиды серы образуются при сгорании серы, содержащейся в топливе по механизму схожему с образованием СО.

Концентрацию токсичных компонентов в отработавших газах оценивают в объемных процентах, миллионных долях по объему - млн -1, (частей на миллион, 10000 ррm = 1% по объему) и реже в миллиграммах на 1 л отработавших газов.

Кроме отработавших газов, источниками загрязнения окружающей среды автомобилями с карбюраторными двигателями являются картерные газы (при отсутствии замкнутой вентиляции картера двигателя, а также испарение топлива из топливной системы.

Сернистый ангидрид SО2

Сернистый ангидрид SО2 - бесцветный газ с острым запахом. Раздражающее действие на верхние дыхательные пути объясняется поглощение SO2 влажной поверхностью слизистых оболочек и образованием в них кислот. Он нарушает белковый обмен и ферментативные процессы, вызывает раздражение глаз, кашель.

Углеводородные соединения

Углеводородные соединения по их биологическому действию изучены пока еще недостаточно. Однако экспериментальные исследования показали, что полициклические ароматические соединения вызывали раку животных. При наличие определенных атмосферных условий (безветрие, напряженная солнечная радиация, значительная температурная инверсия) углеводороды служат исходными продуктами для образования чрезвычайно токсичных продуктов - фотооксидантов, обладающих сильными раздражающим и общетоксичным действием на органы человека, и образуют фотохимический смог. Особенно опасными из группы углеводородов являются канцерогенные вещества. Наиболее изученным является многоядерный ароматический углеводород бенз(а)пирен, известный еще под названием 3,4 бенз(а)пирен, - вещество, представляющее собой кристаллы желтого цвета. Установлено, что в местах непосредственного контакта канцерогенных веществ с тканью появляются злокачественные опухоли. В случае попадания канцерогенных веществ, осевших на пылевидных частицах, через дыхательные пути в легкие они задерживаются в организме. Токсичными углеводородами являются также и пары бензина, попадающие в атмосферу из топливной системы, и картерные газы, выходящие через вентиляционные устройства и неплотности в соединениях отдельных узлов и систем двигателя.

Пути решения Стандарты Евро 1-5

Самое перспективное и эффективное направление стратегической экологической политики - это двигатели. Именно поэтому в Европе и Америке уже в 90-х стремительно ужесточались нормы к двигателям и топливам. Под токсичностью двигателя внутреннего сгорания (далее - двигателя) понимается негативное воздействие, оказываемое на окружающую среду вредными веществами, содержащимися в ОГ.

Нормы Евро-1-5 - это нормы к двигателям и топливу одновременно. Не обеспечив экологическое качество двигателя, невозможно обеспечить соответствие нормам выброса даже при потреблении топлива соответствующего качества.

Использование альтернативных видов транспорта/топлива

Сейчас более всего обсуждается вопрос по использованию биотоплива, а именно биоэтанола для добавления в бензин и рапса для производства биодизеля. Здесь используются возобновляемые источники, такие, как зерновые культуры (пшеница, кукуруза, соя, подсолнечник и др.) и отходы лесоперерабатывающего комплекса (остатки лесозаготовки, низкокачественная древесина, опилки, стружка и т.д.). Причем интересно, что по эффективности этанол, произведенный из целлюлозы, лишь на 10% уступает бензину, тогда как этанол, произведенный из кукурузы - на 30%. Это говорит в пользу перспективы целлюлозного биоэтанола, который к тому же не будет упираться в социальные проблемы, а именно в обострение вопроса продовольственного обеспечения.

В качестве альтернативных топлив могут применяться аммиак и водород. У них отсутствует в составе углерод. Особо интересен водород. Он и по энергоемкости превосходит углеродные топлива, и является абсолютно нетоксичным газом, что позволяет снизить выбросы оксидов азота практически до нуля. К сожалению, производство водорода пока очень энергоемко и дорого. Наиболее часто среди альтернативных видов топлива в России, и в Санкт-Петербурге рассматривается сжатый природный газ. Его использование позволяет в 2-4 раза сократить выбросы в атмосферу сажи, высокотоксичных ароматических углеводородов, окиси углерода, углеводородов и окислов азота. По данным Министерства по транспорту России, при переводе на природный газ снижение суммарных выбросов оксида углерода достигает: для грузового автомобиля - 49%, для автобусов - 56%, для такси - 76%. Важно, что автомобиль достаточно легко переоборудовать для езды на природном газе. Недостаток природного газа - ограничение дальности передвижения от 50 до 160 км.

Эффективными по экономическим и экологическим параметрам, но малораспространенными в настоящее время являются гибридные силовые установки: на трассе - двигатель внутреннего сгорания, в городе - электродвигатель. Переключение на тот или иной тип двигателя происходит автоматически в зависимости от режима езды и дорожных условий.

Список используемой литературы

1. Книга «Усторойство автомобилей, двигателей» Е. Л. Савич 2019 г. -336 стр

2. Книга «Токсичность отработавших газов» В. А. Марков, Р. М. Баширов, И. И. Габитов 2002 г.

3.Технический регламент О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ»

4. Книга «Экология и экологическая безопастность автомобиля» М. В Графкина, В.А. Михайлов, К.С Иванов. 2 изд., 2016 г.-320 с.

5.Методические указания по выполнению самостоятельной работы. Г.А. Котомина, Е.А Тян 2018 г. -22 с.

Размещено на Allbest.ru